地表水環(huán)境影響評價(2)ppt課件

1、第一節(jié)第一節(jié) 地表水體的污染和自凈地表水體的污染和自凈一、地表水資源一、地表水資源 地表水是指存在于陸地外表的各種水域，地表水是指存在于陸地外表的各種水域，如河流、湖泊、水庫等。思索到地表水與海如河流、湖泊、水庫等。思索到地表水與海洋之間的聯(lián)絡(luò)，在地表水環(huán)境影響評價時，洋之間的聯(lián)絡(luò)，在地表水環(huán)境影響評價時，還包括有關(guān)海灣包括海岸帶的部分內(nèi)容。還包括有關(guān)海灣包括海岸帶的部分內(nèi)容。第一節(jié)第一節(jié) 地表水體的污染和自凈地表水體的污染和自凈二、水體污染二、水體污染 使水的感官性狀和物理化學(xué)性質(zhì)、水生使水的感官性狀和物理化學(xué)性質(zhì)、水生物組成、以及底部堆積物的數(shù)量和組分發(fā)生物組成、以及底部堆積物的數(shù)量和組分

2、發(fā)生惡化，破壞水體原有的功能，稱為水體污染。惡化，破壞水體原有的功能，稱為水體污染。 凡是對水環(huán)境質(zhì)量能夠呵斥有害影響的凡是對水環(huán)境質(zhì)量能夠呵斥有害影響的物質(zhì)和能量輸入的來源，統(tǒng)稱水污染源。輸物質(zhì)和能量輸入的來源，統(tǒng)稱水污染源。輸入的物質(zhì)和能量，稱為污染物或污染因子。入的物質(zhì)和能量，稱為污染物或污染因子。第一節(jié)第一節(jié) 地表水體的污染和自凈地表水體的污染和自凈點污染源非點污染源面源耐久性污染物非耐久性污染物酸堿污染物廢熱熱污染按排放方式分按污染性質(zhì)分第一節(jié)第一節(jié) 地表水體的污染和自凈地表水體的污染和自凈二、水體污染二、水體污染點污染源點污染源 點污染源排放的廢水量和污染物可以從管點污染源排放的廢

3、水量和污染物可以從管道或溝渠中直接量測流量和采樣分析組分濃度道或溝渠中直接量測流量和采樣分析組分濃度確定，在經(jīng)費和其他條件有限制時，常采用排確定，在經(jīng)費和其他條件有限制時，常采用排污目的污目的(例如排放系數(shù)例如排放系數(shù))推算的方法。推算的方法。居住區(qū)生活污水量計算式，式中：居住區(qū)生活污水量計算式，式中： QS居住區(qū)生活污水量，居住區(qū)生活污水量，L/s； q每人每日的排水定額，每人每日的排水定額， L/(人人d)； N設(shè)計人口數(shù)，人；設(shè)計人口數(shù)，人； Ks總變化系數(shù)總變化系數(shù)(1.51.7)。工業(yè)廢水量計算式，工業(yè)廢水量計算式，式中：式中： m單位產(chǎn)品廢水量，單位產(chǎn)品廢水量，L/t； M該產(chǎn)品的

4、日產(chǎn)量，該產(chǎn)品的日產(chǎn)量，t； Ki總變化系數(shù)，根據(jù)工藝或閱歷決議；總變化系數(shù)，根據(jù)工藝或閱歷決議； t 工廠每日任務(wù)時數(shù)，工廠每日任務(wù)時數(shù)，h。86400ssqNKQ 3600ismMKQt 2. 2. 非點污染源非點污染源 非點污染源：非點污染源又稱面非點污染源：非點污染源又稱面源，是指分散或均勻地經(jīng)過岸線進入水體源，是指分散或均勻地經(jīng)過岸線進入水體的廢水和自然降水經(jīng)過溝渠進入水體的廢的廢水和自然降水經(jīng)過溝渠進入水體的廢水。水。 主要包括城鎮(zhèn)排水、農(nóng)田排水和主要包括城鎮(zhèn)排水、農(nóng)田排水和鄉(xiāng)村生活廢水、礦山廢水、分散的小型禽鄉(xiāng)村生活廢水、礦山廢水、分散的小型禽畜豢養(yǎng)場廢水，以及大氣污染物經(jīng)過重力

5、畜豢養(yǎng)場廢水，以及大氣污染物經(jīng)過重力沉降和降水過程進入水體等所呵斥的污染沉降和降水過程進入水體等所呵斥的污染廢水。廢水。 估算非點源污染負荷有兩種途徑：估算非點源污染負荷有兩種途徑：第一種是在對水土流失過程及其主要制約要素進第一種是在對水土流失過程及其主要制約要素進展大量調(diào)查的根底上，經(jīng)過對非點源污染物的展大量調(diào)查的根底上，經(jīng)過對非點源污染物的輸出過程的模擬來研討區(qū)域污染物對接受水體輸出過程的模擬來研討區(qū)域污染物對接受水體的輸出總量；的輸出總量；另一種是采用直接或間接途徑估算非點污染源總另一種是采用直接或間接途徑估算非點污染源總徑流量和平均徑流污染物濃度以計算總污染負徑流量和平均徑流污染物濃度

6、以計算總污染負荷量。荷量。(1)城市非點污染源負荷估計：城市非點污染源負荷估計：城市非點污染源負荷來源：城市雨水下水道及城市非點污染源負荷來源：城市雨水下水道及合流制下水道的溢流。污染物自城市街道經(jīng)排合流制下水道的溢流。污染物自城市街道經(jīng)排水系統(tǒng)進入受納水體。水系統(tǒng)進入受納水體。n城市非點源污染物被暴雨沖刷到接受水體的負城市非點源污染物被暴雨沖刷到接受水體的負荷的計算：荷的計算：n根本程序：首先估計暴雨事件中暴雨徑流的大根本程序：首先估計暴雨事件中暴雨徑流的大小徑流深度和徑流面積的乘積，從而確定小徑流深度和徑流面積的乘積，從而確定暴雨的沖刷率，進而估計徑流沖刷到受納水體暴雨的沖刷率，進而估計徑

7、流沖刷到受納水體的堆積物負荷，然后根據(jù)堆積物中污染物濃度的堆積物負荷，然后根據(jù)堆積物中污染物濃度計算污染物負荷，或者根據(jù)固體廢物與污染物計算污染物負荷，或者根據(jù)固體廢物與污染物的統(tǒng)計相關(guān)關(guān)系計算污染物負荷。的統(tǒng)計相關(guān)關(guān)系計算污染物負荷。暴雨徑流深度的估計：暴雨徑流深度的估計： RCRPDs 式中：式中： R 總暴雨徑流深度，總暴雨徑流深度，cm； CR 總徑流系數(shù)；總徑流系數(shù)； P 降雨量，降雨量，cm； Ds 洼地存水，洼地存水，Cm。 總徑流系數(shù)的估算方法：總徑流系數(shù)的估算方法：粗略估算式：粗略估算式：0.15 1100100RIIC式中：式中：I不透水區(qū)百分數(shù)；不透水區(qū)百分數(shù)； 按照不同

8、坡度計算的不透水區(qū)按照不同坡度計算的不透水區(qū)(指屋面、瀝青和水泥路面或廣場、庭院等指屋面、瀝青和水泥路面或廣場、庭院等)的徑流系數(shù)的徑流系數(shù) 。準確計算式：準確計算式：iiRiFCF洼地存水洼地存水Ds的粗略估計：的粗略估計：0.630.48100sID 徑流中沖刷到接受水體的顆粒物負荷：在總徑流中沖刷到接受水體的顆粒物負荷：在總暴雨徑流估算出來后，可估算暴雨沖刷率。普暴雨徑流估算出來后，可估算暴雨沖刷率。普通以為通以為1 h內(nèi)總徑流為內(nèi)總徑流為1.27 cm時，可沖走時，可沖走90的的街道外表顆粒物堆積物。街道外表顆粒物堆積物。式中：式中：Fi各種類型地域所占的面積；各種類型地域所占的面積；

9、 i對應(yīng)的徑流系數(shù)。對應(yīng)的徑流系數(shù)。暴雨徑流中沖刷的固體負荷：暴雨徑流中沖刷的固體負荷：swesuYt YPC 式中：式中： tr從最后一次暴雨事件算起的天數(shù)，從最后一次暴雨事件算起的天數(shù)，d； ts從最后一次清掃街道算起的天數(shù)，從最后一次清掃街道算起的天數(shù)，d；s街道清掃頻率。街道清掃頻率。 1erssstttt式中：式中：Ysw暴雨沖刷到受納水體的顆粒物負荷；暴雨沖刷到受納水體的顆粒物負荷； te 等效的累積天數(shù)，等效的累積天數(shù)，d；Ysu街道外表顆粒物日負荷量，街道外表顆粒物日負荷量，kgd。式中：式中：Lsu顆粒物日負荷率，顆粒物日負荷率，kg(kmd)；Lst街道邊溝長，約等于街道邊

10、溝長，約等于2倍的街道長，倍的街道長，km。susustYLL 街道外表顆粒物日負荷取決于多種要素，街道外表顆粒物日負荷取決于多種要素，如交通強度、區(qū)域地表覆蓋物的方式、徑流量如交通強度、區(qū)域地表覆蓋物的方式、徑流量和降雨強度、灰塵沉降量、前期干旱時間、城和降雨強度、灰塵沉降量、前期干旱時間、城市街道清掃頻率和清掃質(zhì)量等。市街道清掃頻率和清掃質(zhì)量等。徑流中沖刷到受納水體的有機污染負荷：徑流中沖刷到受納水體的有機污染負荷：用顆粒固體負荷乘上濃度因子計算有機物負荷：用顆粒固體負荷乘上濃度因子計算有機物負荷：ousuouYYC式中：式中：You有機污染物的日負荷量，有機污染物的日負荷量，kgd； 單

11、位轉(zhuǎn)換因子，單位轉(zhuǎn)換因子，10-6； Ysu總顆粒物固體日負荷量，總顆粒物固體日負荷量，kgd； Cou有機污染物在顆粒物中的濃度，有機污染物在顆粒物中的濃度，gg。(2)農(nóng)田徑流污染負荷估算：農(nóng)田徑流污染負荷估算：第一種方法：避開污染物在農(nóng)田外表實踐遷移第一種方法：避開污染物在農(nóng)田外表實踐遷移過程的變化，僅經(jīng)過采集和分析各個集水區(qū)的過程的變化，僅經(jīng)過采集和分析各個集水區(qū)的徑流水樣計算進入某一水環(huán)境中某種污染物總徑流水樣計算進入某一水環(huán)境中某種污染物總量，其公式如下：量，其公式如下：式中：式中： M某種污染物輸出總量，某種污染物輸出總量，kg； i第第i小時的該種污染物濃度，小時的該種污染物濃

12、度，kgm3； Qi第第i小時的徑流量，小時的徑流量，m3； n觀測的總時數(shù)，觀測的總時數(shù)，h； j第第j個農(nóng)田集水區(qū)；個農(nóng)田集水區(qū)； m集水區(qū)總數(shù)。集水區(qū)總數(shù)。11mniijiMQ3、水體污染物耗氧有機污染物營養(yǎng)物有機毒物重金屬非金屬無機毒物病原體污染物酸堿污染物熱污染物放射性污染物 三、水體自凈三、水體自凈 定義：水體可以在其環(huán)境容量范圍內(nèi)，定義：水體可以在其環(huán)境容量范圍內(nèi)，經(jīng)過本身的物理、化學(xué)和生物作用，使受經(jīng)過本身的物理、化學(xué)和生物作用，使受納的污染物濃度不斷降低，逐漸恢復(fù)原有納的污染物濃度不斷降低，逐漸恢復(fù)原有的水質(zhì)。的水質(zhì)。物理過程：紊動分散、移流、離散物理過程：紊動分散、移流、離

13、散化學(xué)過程：氧化復(fù)原、混凝沉淀化學(xué)過程：氧化復(fù)原、混凝沉淀生物過程：生物降解生物過程：生物降解1遷移和轉(zhuǎn)化遷移和轉(zhuǎn)化遷移遷移機械遷移機械遷移物理物理-化學(xué)遷移化學(xué)遷移生物遷移生物遷移轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化n物理轉(zhuǎn)化n化學(xué)轉(zhuǎn)化n生物轉(zhuǎn)化河流水體中污染物的對流和分散混合影響污染物輸移的最主要的物理過程是對流和橫向、縱向影響污染物輸移的最主要的物理過程是對流和橫向、縱向分散混合。分散混合。海水中污染物的混合分散污水排放、溫排水、溢油污染。污水排放、溫排水、溢油污染。分散過程和漂移過程。分散過程和漂移過程。2衰減變化衰減變化 污染物的好氧生化衰減過程：污染物的好氧生化衰減過程： 有機污染物的好氧生化降解：有機污染物

14、的好氧生化降解： 水體中有機物的生化降解呈一級反響：水體中有機物的生化降解呈一級反響：硝化作用：天然水體中含氮化合物經(jīng)過一系硝化作用：天然水體中含氮化合物經(jīng)過一系列生化反響過程，由氨氮氧化為硝酸鹽。列生化反響過程，由氨氮氧化為硝酸鹽。溫度影響：溫度對溫度影響：溫度對K1和和KN有影響，普通以有影響，普通以20的的K1，20和和KN，20為基準，那么溫度為基準，那么溫度T時的值為：時的值為：1=1.047，T的范圍為的范圍為10-35；N=1.047，T的范圍為的范圍為10-30 脫氮作用：當水中溶解氧被耗盡時，水中硝酸脫氮作用：當水中溶解氧被耗盡時，水中硝酸鹽將被反硝化細菌復(fù)原為亞硝酸鹽再轉(zhuǎn)化

15、為氮氣。鹽將被反硝化細菌復(fù)原為亞硝酸鹽再轉(zhuǎn)化為氮氣。 硫化物的反響：當水體中短少溶解氧和硝酸根硫化物的反響：當水體中短少溶解氧和硝酸根離子時，硫酸鹽會被細菌復(fù)原為硫化氫，含硫蛋離子時，硫酸鹽會被細菌復(fù)原為硫化氫，含硫蛋白質(zhì)在厭氧條件下被大腸桿菌分解生成半胱氨酸，白質(zhì)在厭氧條件下被大腸桿菌分解生成半胱氨酸，再被復(fù)原為硫化氫。再被復(fù)原為硫化氫。細菌的衰減作用：隨著水體自凈過程的細菌的衰減作用：隨著水體自凈過程的進展，例如河流的流動過程，細菌逐漸進展，例如河流的流動過程，細菌逐漸減少。細菌衰減也服從一級反響。減少。細菌衰減也服從一級反響。重金屬和有機毒物的衰減作用：重金屬重金屬和有機毒物的衰減作用：

16、重金屬和有機毒物在水體中的衰減與其種類和和有機毒物在水體中的衰減與其種類和性質(zhì)有關(guān)。性質(zhì)有關(guān)。 四、水體的耗氧與復(fù)氧過程四、水體的耗氧與復(fù)氧過程 耗氧耗氧碳化需氧量衰減耗氧：有機污染物生化降解，碳化需氧量衰減耗氧：有機污染物生化降解，使碳化需氧量衰減。使碳化需氧量衰減。含氮化合物硝化耗氧：含氮化合物硝化耗氧： 四、水體的耗氧與復(fù)氧過程四、水體的耗氧與復(fù)氧過程水體底泥耗氧：水體底泥耗氧： 水生植物呼吸耗氧水生植物呼吸耗氧 四、水體的耗氧與復(fù)氧過程四、水體的耗氧與復(fù)氧過程 復(fù)氧過程復(fù)氧過程 大氣復(fù)氧：大氣復(fù)氧： 光協(xié)作用：水生植物的光協(xié)作用是水體復(fù)氧光協(xié)作用：水生植物的光協(xié)作用是水體復(fù)氧的另一個重

17、要來源。的另一個重要來源。第二節(jié)第二節(jié) 污染物質(zhì)在河流中的混合與分散污染物質(zhì)在河流中的混合與分散 一、污染物質(zhì)在河流中的混合一、污染物質(zhì)在河流中的混合 廢水排入水體后，最先發(fā)生的過廢水排入水體后，最先發(fā)生的過程是混合稀釋。對大多數(shù)保守污染物混合程是混合稀釋。對大多數(shù)保守污染物混合稀釋是它們遷移的主要方式之一。對易降稀釋是它們遷移的主要方式之一。對易降解的污染物混合稀釋也是它們遷移的重要解的污染物混合稀釋也是它們遷移的重要方式之一。水體的混合稀釋、分散才干，方式之一。水體的混合稀釋、分散才干，與其水體的水文特征親密相關(guān)。與其水體的水文特征親密相關(guān)。1河流的混合稀釋模型河流的混合稀釋模型 當廢水進

18、入河流后，便不斷地與河水發(fā)生當廢水進入河流后，便不斷地與河水發(fā)生混合交換作用，使保守污染物濃度沿流程逐漸混合交換作用，使保守污染物濃度沿流程逐漸降低，這一過程稱為混合稀釋過程。降低，這一過程稱為混合稀釋過程。 河流水體中污染物的混合分散 污水排入河流的入河口稱為污水注入點。污水排入河流的入河口稱為污水注入點。污水注入點以下的河段，污染物在斷面上的濃污水注入點以下的河段，污染物在斷面上的濃度分布是不均勻的，靠排放口一側(cè)的岸邊濃度度分布是不均勻的，靠排放口一側(cè)的岸邊濃度高，遠離排放口對岸的濃度低。隨著河水的流高，遠離排放口對岸的濃度低。隨著河水的流逝，污染物在整個斷面上的分布逐漸均勻。逝，污染物在

19、整個斷面上的分布逐漸均勻。 污染物濃度在整個斷面上變?yōu)榫鶆蛞恢碌奈廴疚餄舛仍谡麄€斷面上變?yōu)榫鶆蛞恢碌臄嗝?，稱為水質(zhì)完全混合斷面。斷面，稱為水質(zhì)完全混合斷面。n最早出現(xiàn)水質(zhì)完全混合斷面的位置稱為最早出現(xiàn)水質(zhì)完全混合斷面的位置稱為完全混合點。完全混合點。n污水注入點的上游稱為初始段，或背景污水注入點的上游稱為初始段，或背景河段；污水注入點到完全混合點之間的河段；污水注入點到完全混合點之間的河段稱為非均勻混合段；河段稱為非均勻混合段；n完全混合點的下游河段稱為均勻混合段。完全混合點的下游河段稱為均勻混合段。式中：式中： Q河流的流量，河流的流量，m3s；1排污口上游河流中污染物濃度，排污口上游河流中

20、污染物濃度，mgL； q排人河流的廢水流量，排人河流的廢水流量，m3s；2廢水中的污染物濃度，廢水中的污染物濃度，mgL。 12iQqQq在水質(zhì)完全混合斷面以下的任一斷面在水質(zhì)完全混合斷面以下的任一斷面 當廢水在岸邊排入河流時，廢水靠岸邊向當廢水在岸邊排入河流時，廢水靠岸邊向下游流去，經(jīng)過相當長的間隔才干到達完全混下游流去，經(jīng)過相當長的間隔才干到達完全混合。在非均勻混合段的廢水排入一側(cè)的岸邊構(gòu)合。在非均勻混合段的廢水排入一側(cè)的岸邊構(gòu)成一個污染帶。當完全混合間隔成一個污染帶。當完全混合間隔Ln無實測數(shù)據(jù)無實測數(shù)據(jù)時，可參考下表確定。表中列舉出了許多河流時，可參考下表確定。表中列舉出了許多河流在岸

21、邊集中排入廢水時，污水與河水到達完全在岸邊集中排入廢水時，污水與河水到達完全混合所需的時間。從下表中查取所需時間與河混合所需的時間。從下表中查取所需時間與河水實踐流速的乘積為完全混合間隔。水實踐流速的乘積為完全混合間隔。第三節(jié)第三節(jié) 河流和河口水質(zhì)模型河流和河口水質(zhì)模型 河流是沿地表的線形低凹部分集河流是沿地表的線形低凹部分集中的經(jīng)常性或周期性水流。較大的叫河中的經(jīng)常性或周期性水流。較大的叫河或江，較小的叫溪。河口是河流注入或江，較小的叫溪。河口是河流注入海洋、湖泊或其他河流的河段，可以分為海洋、湖泊或其他河流的河段，可以分為入海河口、入湖河口及支流河口。入海河口、入湖河口及支流河口。1、水環(huán)

22、境和污染源簡化n河流簡化:矩形平直河流，矩形彎曲河流和非矩形河流n河口簡化：河流集合部、河流感潮段、口外濱海段、河流與湖泊、水庫集合部n湖泊水庫簡化：大湖庫 、小湖庫和分層湖庫 n海灣簡化n污染源簡化：排放方式和排放規(guī)律的簡化水質(zhì)模型假設(shè)條件n 運用水質(zhì)模型預(yù)測河流水質(zhì)時，常運用水質(zhì)模型預(yù)測河流水質(zhì)時，常假設(shè)該河段內(nèi)無支流，在預(yù)測時期內(nèi)河假設(shè)該河段內(nèi)無支流，在預(yù)測時期內(nèi)河段的水力條件是穩(wěn)態(tài)的和只在河流的起段的水力條件是穩(wěn)態(tài)的和只在河流的起點有恒定濃度和流量的廢水或污染物點有恒定濃度和流量的廢水或污染物排入。排入。n 假設(shè)在河段內(nèi)有支流匯入，而且沿假設(shè)在河段內(nèi)有支流匯入，而且沿河有多個污染源，這

23、時應(yīng)將河流劃分為河有多個污染源，這時應(yīng)將河流劃分為多個河段采用多河段模型。多個河段采用多河段模型。2河流水質(zhì)模型河流水質(zhì)模型 河流水質(zhì)模型是描畫水體中污染物隨時間河流水質(zhì)模型是描畫水體中污染物隨時間和空間遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律的數(shù)學(xué)方程。和空間遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律的數(shù)學(xué)方程。1、水質(zhì)模型的分類：、水質(zhì)模型的分類：按時間特性分：分為動態(tài)模型和靜態(tài)模型。按時間特性分：分為動態(tài)模型和靜態(tài)模型。 描寫水體中水質(zhì)組分的濃度隨時間變化的描寫水體中水質(zhì)組分的濃度隨時間變化的水質(zhì)模型稱為動態(tài)模型。水質(zhì)模型稱為動態(tài)模型。 描畫水體中水質(zhì)組分的濃度不隨時間變化描畫水體中水質(zhì)組分的濃度不隨時間變化的水質(zhì)模型稱為靜態(tài)模型。的水質(zhì)模型稱

24、為靜態(tài)模型。 n按水質(zhì)模型的空間維數(shù)分：分為零維、一維、二維、按水質(zhì)模型的空間維數(shù)分：分為零維、一維、二維、三維水質(zhì)模型。三維水質(zhì)模型。n 當把所調(diào)查的水體看成是一個完全混合反響器當把所調(diào)查的水體看成是一個完全混合反響器時，即水體中水質(zhì)組分的濃度是均勻分布的，描畫這時，即水體中水質(zhì)組分的濃度是均勻分布的，描畫這種情況的水質(zhì)模型稱為零維的水質(zhì)模型。種情況的水質(zhì)模型稱為零維的水質(zhì)模型。 n 描畫水質(zhì)組分的遷移變化在一個方向上是重要描畫水質(zhì)組分的遷移變化在一個方向上是重要的，另外兩個方向上是均勻分布的，這種水質(zhì)模型稱的，另外兩個方向上是均勻分布的，這種水質(zhì)模型稱為一維水質(zhì)模型。為一維水質(zhì)模型。n 描

25、畫水質(zhì)組分的遷移變化在兩個方向上是重要描畫水質(zhì)組分的遷移變化在兩個方向上是重要的，在另外的一個方向上是均勻分布的，這種水質(zhì)模的，在另外的一個方向上是均勻分布的，這種水質(zhì)模型稱為二維水質(zhì)模型。型稱為二維水質(zhì)模型。n 描畫水質(zhì)組分遷移變化在三個方向進展的水質(zhì)描畫水質(zhì)組分遷移變化在三個方向進展的水質(zhì)模型稱為三維水質(zhì)模型。模型稱為三維水質(zhì)模型。n按描畫水質(zhì)組分的多少分：分為單一組分和按描畫水質(zhì)組分的多少分：分為單一組分和多組分的水質(zhì)模型。多組分的水質(zhì)模型。n 水體中某一組分的遷移轉(zhuǎn)化與其它組分水體中某一組分的遷移轉(zhuǎn)化與其它組分沒有關(guān)系，描畫這種組分遷移轉(zhuǎn)化的水質(zhì)模型沒有關(guān)系，描畫這種組分遷移轉(zhuǎn)化的水質(zhì)

26、模型稱為單一組分的水質(zhì)模型。稱為單一組分的水質(zhì)模型。 n 水體中一組分的遷移轉(zhuǎn)化與另一組分水體中一組分的遷移轉(zhuǎn)化與另一組分或幾個組分的遷移轉(zhuǎn)化是相互聯(lián)絡(luò)、相互或幾個組分的遷移轉(zhuǎn)化是相互聯(lián)絡(luò)、相互影響的，描畫這種情況的水質(zhì)模型稱為多組分影響的，描畫這種情況的水質(zhì)模型稱為多組分的水質(zhì)模型。的水質(zhì)模型。n按水體的類型可分為：河流水質(zhì)模型、河口水按水體的類型可分為：河流水質(zhì)模型、河口水質(zhì)模型受潮汐影響、湖泊水質(zhì)模型、水庫質(zhì)模型受潮汐影響、湖泊水質(zhì)模型、水庫水質(zhì)模型和海灣水質(zhì)模型等。河流、河口水質(zhì)水質(zhì)模型和海灣水質(zhì)模型等。河流、河口水質(zhì)模型比較成熟，湖、海灣水質(zhì)模型比較復(fù)雜，模型比較成熟，湖、海灣水質(zhì)模

27、型比較復(fù)雜，可靠性小。可靠性小。n按水質(zhì)組分可分為：耗氧有機物模型按水質(zhì)組分可分為：耗氧有機物模型BODBODDODO模型模型 ，無機鹽、懸浮物、放射性物質(zhì)等，無機鹽、懸浮物、放射性物質(zhì)等n單一組分的水質(zhì)模型，難降解有機物水質(zhì)模型，單一組分的水質(zhì)模型，難降解有機物水質(zhì)模型，重金屬遷移轉(zhuǎn)化水質(zhì)模型。重金屬遷移轉(zhuǎn)化水質(zhì)模型。 水質(zhì)模型的選擇：水質(zhì)模型的選擇： 選擇水質(zhì)模型必需對所研討的水質(zhì)組分的選擇水質(zhì)模型必需對所研討的水質(zhì)組分的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律有清楚地了解。由于水質(zhì)組分的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律有清楚地了解。由于水質(zhì)組分的遷移遷移(分散和平流分散和平流)取決于水體的水文特性和水動取決于水體的水文特性和水動力學(xué)特

28、性。力學(xué)特性。 在流動的河流中，平流遷移往往占主導(dǎo)位在流動的河流中，平流遷移往往占主導(dǎo)位置，對某些組分可以忽略分散項；在受潮汐影置，對某些組分可以忽略分散項；在受潮汐影響的河口中，分散是主導(dǎo)的遷移景象，分散項響的河口中，分散是主導(dǎo)的遷移景象，分散項必需思索而不能忽略。對這兩者選擇的模型就必需思索而不能忽略。對這兩者選擇的模型就不應(yīng)一樣。對河床規(guī)整，斷面不變，污染物排不應(yīng)一樣。對河床規(guī)整，斷面不變，污染物排入量不變的水體，可選用靜態(tài)模型。為了減少入量不變的水體，可選用靜態(tài)模型。為了減少模型的復(fù)雜性和減少所需的資料，對河流系統(tǒng)模型的復(fù)雜性和減少所需的資料，對河流系統(tǒng)的水質(zhì)模型往往選用靜態(tài)的。但這種

29、選擇不能的水質(zhì)模型往往選用靜態(tài)的。但這種選擇不能充分評價時便輸入對河流系統(tǒng)的影響。充分評價時便輸入對河流系統(tǒng)的影響。 選擇的水質(zhì)模型必需反映所研討的水質(zhì)組選擇的水質(zhì)模型必需反映所研討的水質(zhì)組分，運用條件和現(xiàn)實條件接近。分，運用條件和現(xiàn)實條件接近。2、污染物在均勻流場中的分散水質(zhì)模型、污染物在均勻流場中的分散水質(zhì)模型 進入環(huán)境的污染物可以分為兩大類：耐久進入環(huán)境的污染物可以分為兩大類：耐久型污染物惰性污染物和非耐久型污染物。型污染物惰性污染物和非耐久型污染物。n耐久型污染物：污染物進入環(huán)境以后，隨著介耐久型污染物：污染物進入環(huán)境以后，隨著介質(zhì)質(zhì) 的運動不斷地變換所處的空間位置，還由的運動不斷地變

30、換所處的空間位置，還由于分散作用不斷向周圍分散而降低其初始濃度，于分散作用不斷向周圍分散而降低其初始濃度，但它不會因此而改動總量，不發(fā)生衰減。這種但它不會因此而改動總量，不發(fā)生衰減。這種污染物稱為耐久型污染物。如重金屬、很多高污染物稱為耐久型污染物。如重金屬、很多高分子有機化合物等。分子有機化合物等。n非耐久型污染物：污染物進入環(huán)境以后，除了非耐久型污染物：污染物進入環(huán)境以后，除了隨著環(huán)境介質(zhì)流動而改動位置，并不斷分散而隨著環(huán)境介質(zhì)流動而改動位置，并不斷分散而降低濃度外，還因本身的衰減而加速濃度的下降低濃度外，還因本身的衰減而加速濃度的下降。這種污染物稱為非耐久型污染物。降。這種污染物稱為非耐

31、久型污染物。非耐久型物質(zhì)的衰減有兩種方式：一種是由其非耐久型物質(zhì)的衰減有兩種方式：一種是由其本身的運動變化規(guī)律決議的；如放射性物質(zhì)的本身的運動變化規(guī)律決議的；如放射性物質(zhì)的蛻變；另一種是在環(huán)境要素的作用下，由于化蛻變；另一種是在環(huán)境要素的作用下，由于化學(xué)的或生物化學(xué)的反響而不斷衰減的，如可生學(xué)的或生物化學(xué)的反響而不斷衰減的，如可生化降解的有機物在水體中微生物作用下的氧化化降解的有機物在水體中微生物作用下的氧化分解過程。分解過程。 對于耐久型污染物，實踐運用中，在不需對于耐久型污染物，實踐運用中，在不需求思索其橫向均勻混合時間的情況下，通常假求思索其橫向均勻混合時間的情況下，通常假設(shè)其可以瞬間混

32、合終了，而采用完全混合公式設(shè)其可以瞬間混合終了，而采用完全混合公式0維模型來計算河流斷面的污染物濃度。維模型來計算河流斷面的污染物濃度。12iQqQq運用對象：不思索混合間隔的重金屬污染物、運用對象：不思索混合間隔的重金屬污染物、部分有毒物質(zhì)和其他耐久型污染物質(zhì)的下游濃部分有毒物質(zhì)和其他耐久型污染物質(zhì)的下游濃度預(yù)測和允許納污量的估算。有機物降解性度預(yù)測和允許納污量的估算。有機物降解性物質(zhì)的降解項可以忽略時；降解性有機物混物質(zhì)的降解項可以忽略時；降解性有機物混合段初始部分。合段初始部分。適用條件：河流是穩(wěn)態(tài)；河流充分混合段；耐適用條件：河流是穩(wěn)態(tài)；河流充分混合段；耐久性污染物；河流無支流和其他排

33、污口廢水進久性污染物；河流無支流和其他排污口廢水進入。入。 對非耐久型污染物，在河流的流量和其他對非耐久型污染物，在河流的流量和其他水文條件不變的穩(wěn)態(tài)條件下，可以采用一維模水文條件不變的穩(wěn)態(tài)條件下，可以采用一維模型進展污染物濃度預(yù)測。型進展污染物濃度預(yù)測。220 xxEuKxx 對于非耐久性或可降解污染物，假設(shè)給定對于非耐久性或可降解污染物，假設(shè)給定x0，0，上式解為：，上式解為： 對于普通條件下的河流，推流構(gòu)成的污染物對于普通條件下的河流，推流構(gòu)成的污染物遷移作用要比彌散作用大得多，在穩(wěn)態(tài)條件下，彌遷移作用要比彌散作用大得多，在穩(wěn)態(tài)條件下，彌散作用可以忽略，那么有：散作用可以忽略，那么有：式

34、中：式中： ux河流的平均流速，河流的平均流速，md或或ms；Ex廢水與河水的縱向混合系數(shù)，廢水與河水的縱向混合系數(shù)，m2d或或m2s； K污染物的衰減系數(shù)，污染物的衰減系數(shù)，1d或或1s； x河水河水(從排放口從排放口)向下游流經(jīng)的間隔，向下游流經(jīng)的間隔，m。04exp112xxxxu xKEEu0expxxKu例例1 一個改擴建工程擬向河流排放廢水，廢水一個改擴建工程擬向河流排放廢水，廢水量量q0.15m3s，苯酚濃度為，苯酚濃度為30gL，河流流，河流流量量Q5.5m3s，流速，流速u0.3ms，苯酚背景濃，苯酚背景濃度為度為 0.5 g L，苯酚的降解衰減系數(shù)，苯酚的降解衰減系數(shù)K0.

35、2d-1，縱向彌散系數(shù)，縱向彌散系數(shù)Ex10m2s。求排放點。求排放點下游下游10km處的苯酚濃度。處的苯酚濃度。解解 計算起始點處完全混合后的初始濃度：計算起始點處完全混合后的初始濃度：1思索縱向彌散條件下的下游思索縱向彌散條件下的下游10km處的濃度：處的濃度：24 0.2/86400 100.3 100001.28 exp111.19/2 100.3g L00.1530+5.50.5=1.28g /L5.5+ 0.152忽略縱向彌散時的下游忽略縱向彌散時的下游10km處的濃度：處的濃度： 0.2 100001.281.19/0.3 86400g L 由此看出，在穩(wěn)態(tài)條件下，忽略縱向彌散由

36、此看出，在穩(wěn)態(tài)條件下，忽略縱向彌散系數(shù)與思索縱向彌散系數(shù)的差別可以忽略。系數(shù)與思索縱向彌散系數(shù)的差別可以忽略。 對水面寬闊的河流受納污對水面寬闊的河流受納污(廢廢)水后的混合水后的混合過程和污染物的衰減可用二維模型預(yù)測；對于過程和污染物的衰減可用二維模型預(yù)測；對于水面又寬又深和流態(tài)復(fù)雜的河流水質(zhì)預(yù)測宜采水面又寬又深和流態(tài)復(fù)雜的河流水質(zhì)預(yù)測宜采用三維模型。用三維模型。 3污染物與河水完全混合所需間隔污染物與河水完全混合所需間隔 污染物從排污口排出后要與河水完全混合污染物從排污口排出后要與河水完全混合需一定的縱向間隔，這段間隔稱為混合過程段。需一定的縱向間隔，這段間隔稱為混合過程段。 當某一斷面上

37、恣意點的濃度與斷面平均濃當某一斷面上恣意點的濃度與斷面平均濃度之比介于度之比介于0.95 至至1.05 之間時，稱該斷面已到之間時，稱該斷面已到達橫向混合，由排放點至完成橫向斷面混合的達橫向混合，由排放點至完成橫向斷面混合的間隔稱為完成橫向混合所需的間隔。間隔稱為完成橫向混合所需的間隔。 n當采用河中心排放時所需的完成橫向混當采用河中心排放時所需的完成橫向混合的間隔為：合的間隔為：n在岸邊上排時：在岸邊上排時：20.1xyu BxE20.4xyu BxE 河水中溶解氧濃度河水中溶解氧濃度 (DO)是決議水質(zhì)干凈程是決議水質(zhì)干凈程度的重要參數(shù)之一，而排入河流的度的重要參數(shù)之一，而排入河流的 BO

38、D在衰減在衰減過程中將不斷耗費過程中將不斷耗費DO，與此同時空氣中的氧氣，與此同時空氣中的氧氣又不斷溶解到河水中。又不斷溶解到河水中。 二、二、BODDO耦合模型耦合模型 該模型是描畫一維河流中該模型是描畫一維河流中BOD 和和DO 消長變化規(guī)律的模型消長變化規(guī)律的模型(SP模型模型)。建立建立SP模型的根本假設(shè)如下：模型的根本假設(shè)如下：河流中的河流中的BOD的衰減和溶解氧的復(fù)氧都的衰減和溶解氧的復(fù)氧都是一級反響；是一級反響；反響速度是定常的；反響速度是定常的；河流中的耗氧是由河流中的耗氧是由BOD衰減引起的，而衰減引起的，而河流中的溶解氧來源那么是大氣復(fù)氧。河流中的溶解氧來源那么是大氣復(fù)氧。

39、S P方程：方程： 1BODBODdKdt 10K tBODBODe12()()sd DOK cKDODOdt 01210121BODK tK tK tDDKeeeKK1dcK cdt 10K ttcc e12DBODDdKKdtS P方程：方程： 氧垂曲線氧垂曲線臨界氧虧發(fā)生的時間：臨界氧虧發(fā)生的時間： 該方程是運用最廣的河流水質(zhì)中該方程是運用最廣的河流水質(zhì)中BODDO預(yù)測模型。預(yù)測模型。01220121ssDODODBODK tK tK tDODKeeeKK0021221111ln1DcBODKKKtKKKK例題：n一擬建工廠，廢水處置后排入附近河流?，F(xiàn)狀如下：河流流量14m3/s，BOD

40、5為2.0mg/L，河水水溫20oC，溶解氧濃度8.0 mg/L；排入工業(yè)廢水，BOD5在處置前800 mg/L，水溫20oC，流量3.5m3/s，廢水排放前經(jīng)過處置溶解氧濃度4.0mg/L，假設(shè)河水與廢水迅速混合，混合后河道平均水深0.8m，河寬15m，k120oC=0.23d-1、k2=3.0d-1，假設(shè)河流溶解氧規(guī)范為5.0mg/L，計算工廠削減多少BOD5才干排放進入河流。 混合后的流量：sQ/17.5m3.5143河流流速： smu/46. 1)158 . 0/(5 .17起始溶解氧濃度： LmgO/2 . 75 .175 . 34148020oC時的溶解氧濃度：LmgtQs/07.

41、 9206 .314686 .31468起點氧虧值： LmgD/87. 12 . 707. 90最大允許氧虧值： LmgD/07. 40 . 507. 9max工廠排放的廢水最高允許BOD5濃度為：L0.23)/0.23-(3.01.87-0/0.23)10.23)ln(3.-1/(3.0)(1ln10101201212kLkkDkkkktcccttkceLeLkkD0.2300213.00.231采用試算法，假定不同起點BOD5濃度，得到相應(yīng)溶解氧濃度不低于5.0mg/L的臨界氧虧值，由試算法可得：L0=63.3mg/L 工廠處置后排放的BOD5允許濃度： 308.5mg/L/3.5214-

42、63.317.3）（實踐廢水BOD5濃度800mg/L，因此，61.44%100%800308.5-800必需采取措施削減64.44%才干排放 nSP模型的修正模型：模型的修正模型： SP模型的假模型的假設(shè)是不完全符合實踐的。為了計算河流設(shè)是不完全符合實踐的。為了計算河流水質(zhì)的某些特殊問題，人們在水質(zhì)的某些特殊問題，人們在 SP 模模型的根底上附加了一些新的假設(shè)，推導(dǎo)型的根底上附加了一些新的假設(shè)，推導(dǎo)出了一些新的模型。出了一些新的模型。 1托馬斯托馬斯(Thomas)模型模型 對一維靜態(tài)河流，在對一維靜態(tài)河流，在SP模型的根底上，模型的根底上，為了思索沉淀、絮凝、沖刷和再懸浮過程對為了思索沉淀

43、、絮凝、沖刷和再懸浮過程對BOD去除的影響，引入了去除的影響，引入了BOD沉浮系數(shù)沉浮系數(shù)k3。由。由以下的根本方程組以下的根本方程組(忽略分散項忽略分散項)：1312BODBODDBODDdkkdtdkkdt 解得：解得：1300132201132ekktBODBODBODkktk tk tDDkeeekkk例題n河流Q=216x104m3/d、流速u=46km/d，水溫T=13.6oC，k1=0.94d-1,k2=1.82d-1,k3=-0.17d-1。河流始端排放廢水Q1=10 x104m3/d，BOD5為500mg/L，溶解氧為0；上游河水BOD5為0，溶解氧為8.95mg/L；求河流

44、排入口下游6km處河水的BOD5和氧虧值？河段始端河水的BOD5和DO為： 22.124mg/L10)500)/(216100(216L0mg/L 8.55410)0)/(216108.95(216Oo按公式： tQs6 .3146810.354mg/LQS1.8mg/L8.554-10.354D01河水中的BOD5為：mg/L01.2046/6)17. 094. 0(22.124exp)(expLL310 xukk2河水的氧虧值為：71mg/L. 3)46/682. 1exp()1004. 0(exp)94. 017. 082. 1/(124.2294. 0)46/682. 1(1.8exp

45、)exp()(exp()exp(DD2312310120uxkuxkkkkkLkuxk2多賓斯多賓斯坎普坎普(DobbinsCamp)模型模型 對一維靜態(tài)河流，在托馬斯模型的根底上，對一維靜態(tài)河流，在托馬斯模型的根底上，多賓斯多賓斯坎普提出了兩條新的假設(shè)：坎普提出了兩條新的假設(shè)： 思索地面徑流和底泥釋放思索地面徑流和底泥釋放BOD所引起的所引起的BOD變化速率，該速率以變化速率，該速率以R表示。表示。 思索藻類光協(xié)作用和呼吸作用以及地面徑流思索藻類光協(xié)作用和呼吸作用以及地面徑流所引起的溶解氧變化速率，該速率以所引起的溶解氧變化速率，該速率以P表示。表示。三、污染物在河口中的混合和衰減模型三、污

46、染物在河口中的混合和衰減模型 入海河口受海洋潮汐和上游河流來水雙重入海河口受海洋潮汐和上游河流來水雙重作用。海潮上溯與上游下泄的水流相匯構(gòu)成劇作用。海潮上溯與上游下泄的水流相匯構(gòu)成劇烈的混協(xié)作用。烈的混協(xié)作用。 當只需了解污染物在當只需了解污染物在個潮汐周期內(nèi)的個潮汐周期內(nèi)的平均濃度時，可以采用本節(jié)中引見的河流相應(yīng)平均濃度時，可以采用本節(jié)中引見的河流相應(yīng)情況的模型情況的模型 假設(shè)要求污染物與河口水混合過程中濃度假設(shè)要求污染物與河口水混合過程中濃度隨時間變化情況，那么應(yīng)采用二維動態(tài)混合數(shù)隨時間變化情況，那么應(yīng)采用二維動態(tài)混合數(shù)值模型預(yù)測：首先經(jīng)過實測得到斷面上各測點值模型預(yù)測：首先經(jīng)過實測得到斷

47、面上各測點流速與斷面平均流速的相關(guān)關(guān)系，同時用一維流速與斷面平均流速的相關(guān)關(guān)系，同時用一維非恒定流方程數(shù)值模型計算出沿程各斷面平均非恒定流方程數(shù)值模型計算出沿程各斷面平均流速，這樣就可得到河口的流場分布。流速，這樣就可得到河口的流場分布。二維動態(tài)混合物數(shù)值模型的微分方程見式：二維動態(tài)混合物數(shù)值模型的微分方程見式：2222xyxyuuEEKtxyxy四、河口和河網(wǎng)水質(zhì)模型四、河口和河網(wǎng)水質(zhì)模型 河口是入海河流受潮汐作用影響明顯的河口是入海河流受潮汐作用影響明顯的河段。河段。潮汐對河口水質(zhì)的雙重影響：潮汐對河口水質(zhì)的雙重影響：上游下泄的水流相匯，構(gòu)成劇烈的混協(xié)上游下泄的水流相匯，構(gòu)成劇烈的混協(xié)作用

48、，使污染物的分布趨于均勻；作用，使污染物的分布趨于均勻；由于潮流的頂托作用，延伸了污染物在由于潮流的頂托作用，延伸了污染物在河口的停留時間，有機物的降解會進一步河口的停留時間，有機物的降解會進一步耗費水中的溶解氧，使水質(zhì)下降。耗費水中的溶解氧，使水質(zhì)下降。此外，潮汐也使河口的含鹽量添加。此外，潮汐也使河口的含鹽量添加。 河口模型比河流模型復(fù)雜，求解也比較困河口模型比河流模型復(fù)雜，求解也比較困難。對河口水質(zhì)有艱苦影響的評價工程，需求難。對河口水質(zhì)有艱苦影響的評價工程，需求預(yù)測污染物濃度隨時間的變化。預(yù)測污染物濃度隨時間的變化。 一維潮周平均河口水質(zhì)模型如下：一維潮周平均河口水質(zhì)模型如下：0 xx

49、dddEursdxdxdx 式中：式中：r污染物的衰減速率，污染物的衰減速率，g/(m3.d)； s系統(tǒng)外輸入污染物的速率，系統(tǒng)外輸入污染物的速率，g/(m3.d)； ux不思索潮汐作用，由上游來水不思索潮汐作用，由上游來水(凈泄量凈泄量)產(chǎn)產(chǎn)生的流速，生的流速，m/s。假定假定s0和和rK1，對排放點上游對排放點上游x0對排放點下游對排放點下游x 01204exp112xxxxuK EEu1204exp112xxxxuK EEu01241xxWK EQu 第三節(jié)第三節(jié) 湖泊湖泊(水庫水庫)水質(zhì)數(shù)學(xué)模型水質(zhì)數(shù)學(xué)模型 湖泊水庫水流形狀分為前進和振動兩類。湖泊水庫水流形狀分為前進和振動兩類。前者指

50、湖流和混協(xié)作用，后者指動搖和波漾。前者指湖流和混協(xié)作用，后者指動搖和波漾。 n(1)湖流：指湖水在水力坡度、密度梯度和風湖流：指湖水在水力坡度、密度梯度和風力等作用下產(chǎn)生沿一定方向的緩慢流動。湖流力等作用下產(chǎn)生沿一定方向的緩慢流動。湖流經(jīng)常呈程度環(huán)狀運動多出如今湖水較淺的場經(jīng)常呈程度環(huán)狀運動多出如今湖水較淺的場所和垂直環(huán)狀運動所和垂直環(huán)狀運動(湖水較深時湖水較深時)。n(2)混合：指在風力和水力坡度作用下產(chǎn)生的混合：指在風力和水力坡度作用下產(chǎn)生的湍流混合和由湖水密度差引起的對流混協(xié)作用。湍流混合和由湖水密度差引起的對流混協(xié)作用。n(3)動搖：主要由風引起的，又稱風浪。動搖：主要由風引起的，又稱

51、風浪。n(4)波漾：是在復(fù)雜的外力作用下，湖中水位波漾：是在復(fù)雜的外力作用下，湖中水位有節(jié)拍的升降變化。有節(jié)拍的升降變化。 湖泊湖泊(水庫水庫)的水質(zhì)特征：的水質(zhì)特征： 水的停留時間較長可達數(shù)月至數(shù)年，水的停留時間較長可達數(shù)月至數(shù)年，屬于緩流水域，其中的化學(xué)和生物學(xué)過程堅持屬于緩流水域，其中的化學(xué)和生物學(xué)過程堅持一個比較穩(wěn)定的形狀。一個比較穩(wěn)定的形狀。 進入湖泊和水庫中的營養(yǎng)物質(zhì)在其中容進入湖泊和水庫中的營養(yǎng)物質(zhì)在其中容易不斷積累，致使水質(zhì)發(fā)生富營養(yǎng)化。易不斷積累，致使水質(zhì)發(fā)生富營養(yǎng)化。 在水深較大的湖、庫中，水溫暖水質(zhì)是在水深較大的湖、庫中，水溫暖水質(zhì)是豎向分層的。豎向分層的。 湖泊水質(zhì)模型

52、分為描畫湖、庫營養(yǎng)情況的箱式模型、分層箱式模型和描畫溫度與水質(zhì)豎向分布的分層模型。一、完全混合模型一、完全混合模型 完全混合模型屬箱式模型，也稱沃蘭偉德完全混合模型屬箱式模型，也稱沃蘭偉德(Vollenwelder)模型。模型。 對于停留時間很長、水質(zhì)根本處于穩(wěn)定形狀對于停留時間很長、水質(zhì)根本處于穩(wěn)定形狀的中小型湖泊和水庫，可以簡化為一個均勻混合的中小型湖泊和水庫，可以簡化為一個均勻混合的水體。沃蘭偉德假定，湖泊中某種營養(yǎng)物的濃的水體。沃蘭偉德假定，湖泊中某種營養(yǎng)物的濃度隨時間的變化率，是輸入、輸出和在湖泊內(nèi)堆度隨時間的變化率，是輸入、輸出和在湖泊內(nèi)堆積的該種營養(yǎng)物量的函數(shù)，可以用質(zhì)量平衡方程

53、積的該種營養(yǎng)物量的函數(shù)，可以用質(zhì)量平衡方程表示：表示： 1污染物污染物(營養(yǎng)物營養(yǎng)物)混合和降解模型混合和降解模型1dVWQKVdtn式中：式中：n V湖、庫的容積，湖、庫的容積，m3；n污染物或水質(zhì)參數(shù)的濃度，污染物或水質(zhì)參數(shù)的濃度，mgL；n 污染物或水質(zhì)參數(shù)的平均排入量，污染物或水質(zhì)參數(shù)的平均排入量，mgs；n t時間，時間，s；n Q出入湖、庫流量，出入湖、庫流量，m3s；nK1 污染物或水質(zhì)參數(shù)濃度衰減速率系數(shù)污染物或水質(zhì)參數(shù)濃度衰減速率系數(shù)1s。W1dVWQKVdt積分上式得：積分上式得：式中：式中： W0現(xiàn)有污染物排入量，現(xiàn)有污染物排入量，mgs； 擬建工程廢水中污染物濃度，擬建

54、工程廢水中污染物濃度，mgL； q廢水排放量，廢水排放量，m3s。11exptWQKtQKVV0pWWqp而而 式中：式中： 湖、庫中污染物起始濃度，湖、庫中污染物起始濃度，mgL。那。那么：么：對于耐久性污染物對于耐久性污染物K10，那么：，那么：當時間足夠長，湖、庫中污染物當時間足夠長，湖、庫中污染物(營養(yǎng)物營養(yǎng)物)濃度到濃度到達平衡時，達平衡時， 。那么平衡時濃度為：。那么平衡時濃度為： 10WQKV0011 tttWQeeKVVQV0ddteWV2求湖、庫中污染物到達一指定求湖、庫中污染物到達一指定t所需時間所需時間t0。 設(shè)設(shè)t/p=，那么：，那么：3無污染物輸入無污染物輸入(W0)

55、時濃度隨時間變化為時濃度隨時間變化為 這時，可以求出污染物這時，可以求出污染物(營養(yǎng)物營養(yǎng)物)濃度到達初始濃度之比濃度到達初始濃度之比為為即即t 0 時，所需時間：時，所需時間： 1ln(1)VtQKV1(/)00Q VKttee11lnt4溶解氧模型溶解氧模型式中：式中：K2大氣復(fù)氧系數(shù)，大氣復(fù)氧系數(shù)，1/d或或1/s；DO0溶解氧起始濃度，溶解氧起始濃度，mg/L；R湖庫的生物和非生物要素耗氧總量，湖庫的生物和非生物要素耗氧總量，mg/(m3.d)或或mg/(m3s)； R=rABA養(yǎng)魚密度，養(yǎng)魚密度，kg/m3； r魚類耗氧速率，魚類耗氧速率，mg/(kg.d)或或mg/(kgs)；DO

56、s飽和溶解氧濃度，飽和溶解氧濃度，mg/L；B其他要素耗氧量，其他要素耗氧量，mg/(m3.d)或或mg/(m3s)；02sDODODODODOdQKRdtV第四節(jié)第四節(jié) 水質(zhì)模型的運用和參數(shù)估值水質(zhì)模型的運用和參數(shù)估值河流水質(zhì)模型的選擇：河流水質(zhì)模型的選擇： 選擇原那么：應(yīng)從實際上和適用性、經(jīng)濟性思索選擇原那么：應(yīng)從實際上和適用性、經(jīng)濟性思索n水質(zhì)模型的空間維數(shù)；水質(zhì)模型的空間維數(shù)；n水質(zhì)模型所保描畫的時間尺度；水質(zhì)模型所保描畫的時間尺度；n模擬預(yù)測的河段范圍；模擬預(yù)測的河段范圍；n流動及混合輸移；流動及混合輸移；n水質(zhì)模型中的變量和動力學(xué)構(gòu)造。水質(zhì)模型中的變量和動力學(xué)構(gòu)造。第四節(jié)第四節(jié) 水

57、質(zhì)模型的運用和參數(shù)估值水質(zhì)模型的運用和參數(shù)估值河流水質(zhì)模型的選擇：河流水質(zhì)模型的選擇：n水質(zhì)模型的空間維數(shù)；水質(zhì)模型的空間維數(shù)；n大多數(shù)河流水質(zhì)預(yù)測評價采用一維穩(wěn)態(tài)大多數(shù)河流水質(zhì)預(yù)測評價采用一維穩(wěn)態(tài)模型，對于大中型河流，橫向濃度梯度模型，對于大中型河流，橫向濃度梯度變化較為明顯時，采用二維模型進展預(yù)變化較為明顯時，采用二維模型進展預(yù)測評價。測評價。n不思索混合間隔的重金屬污染物、部分不思索混合間隔的重金屬污染物、部分有毒物質(zhì)和其他保守物質(zhì)的下游濃度預(yù)有毒物質(zhì)和其他保守物質(zhì)的下游濃度預(yù)測，可采用零維模型。測，可采用零維模型。第四節(jié)第四節(jié) 水質(zhì)模型的運用和參數(shù)估值水質(zhì)模型的運用和參數(shù)估值河流水質(zhì)模

58、型的選擇：河流水質(zhì)模型的選擇：n水質(zhì)模型所保描畫的時間尺度；水質(zhì)模型所保描畫的時間尺度；n穩(wěn)態(tài)穩(wěn)態(tài)n準穩(wěn)態(tài)準穩(wěn)態(tài)n動態(tài)動態(tài)第四節(jié)第四節(jié) 水質(zhì)模型的運用和參數(shù)估值水質(zhì)模型的運用和參數(shù)估值河流水質(zhì)模型的選擇：河流水質(zhì)模型的選擇：n模擬預(yù)測的河段范圍；模擬預(yù)測的河段范圍；n對估計能夠遭到明顯影響的重要水域應(yīng)劃入對估計能夠遭到明顯影響的重要水域應(yīng)劃入預(yù)測范圍；在預(yù)測溶解氧時，預(yù)測范圍應(yīng)包預(yù)測范圍；在預(yù)測溶解氧時，預(yù)測范圍應(yīng)包括溶解氧區(qū)域。括溶解氧區(qū)域。n在預(yù)測的河段范圍內(nèi)，水文特征忽然變化和在預(yù)測的河段范圍內(nèi)，水文特征忽然變化和水質(zhì)忽然變化處的上游、下游、重要水工建水質(zhì)忽然變化處的上游、下游、重要水工

59、建筑物附近、水文站附近，例行水質(zhì)監(jiān)測斷面筑物附近、水文站附近，例行水質(zhì)監(jiān)測斷面均為模擬預(yù)測的關(guān)懷點。均為模擬預(yù)測的關(guān)懷點。第四節(jié)第四節(jié) 水質(zhì)模型的運用和參數(shù)估值水質(zhì)模型的運用和參數(shù)估值河流水質(zhì)模型的選擇：河流水質(zhì)模型的選擇：n流動及混合輸移；流動及混合輸移；n對于單向河流而言，在利用穩(wěn)態(tài)模型時，縱向?qū)τ趩蜗蚝恿鞫裕诶梅€(wěn)態(tài)模型時，縱向離散作用與對流輸移作用相比很小，不予思索離散作用與對流輸移作用相比很小，不予思索n在利用準穩(wěn)態(tài)模型進展瞬時源或有限時段源的在利用準穩(wěn)態(tài)模型進展瞬時源或有限時段源的影響預(yù)測時，需求思索。影響預(yù)測時，需求思索。n利用二維穩(wěn)態(tài)模型進展預(yù)測時，需求搜集河道利用二維穩(wěn)態(tài)

60、模型進展預(yù)測時，需求搜集河道地形、水力學(xué)特征沿河流橫斷面方向變化的數(shù)地形、水力學(xué)特征沿河流橫斷面方向變化的數(shù)據(jù)，同時需求思索橫向混合系數(shù)。據(jù)，同時需求思索橫向混合系數(shù)。第四節(jié)第四節(jié) 水質(zhì)模型的運用和參數(shù)估值水質(zhì)模型的運用和參數(shù)估值河流水質(zhì)模型的選擇：河流水質(zhì)模型的選擇：n水質(zhì)模型中的變量和動力學(xué)構(gòu)造。水質(zhì)模型中的變量和動力學(xué)構(gòu)造。n根據(jù)不同種類污染物的特性進展選擇。根據(jù)不同種類污染物的特性進展選擇。第四節(jié)第四節(jié) 水質(zhì)模型的運用和參數(shù)估值水質(zhì)模型的運用和參數(shù)估值 河流水質(zhì)模型的選擇：河流水質(zhì)模型的選擇：第四節(jié)第四節(jié) 水質(zhì)模型的運用和參數(shù)估值水質(zhì)模型的運用和參數(shù)估值 河流水質(zhì)模型的選擇：河流水質(zhì)模